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4.4 独立样本T检验

独立样本T检验(自变量列表-Samples T Test),就是对两个不同总体平均值之间的差异性进行检验,用于检验两个独立样本是否来自具有相同平均值的总体。

4.4.1 基本方法介绍

独立样本T检验用于检验两组来自独立总体的样本,其独立总体的平均值或中心位置是否一样。如果两组样本彼此不独立,应该使用配对T检验(Paired Sample T Test);如果分组不止一个,应该使用One-Way ANOVA过程进行单变量方差分析;如果想比较的变量是分类变量,应该使用交互表与关联分析(Crosstabs)功能。

独立样本T检验还要求总体服从正态分布,如果总体明显不服从正态分布,则应该使用一种非参数检验过程(Nonparametric Test)。

独立样本T检验的步骤和一般参数检验的步骤基本一致。

(1)构造原假设H 0 :μ x y ,H 1 :μ x ≠μ y 。即原假设为两总体平均值之间不存在显著差异,独立样本T检验需要检验两样本平均值之间是否存在显著差异。

(2)构造统计量。独立样本T检验均值检验的前提是两个独立的总体分别服从 。在零假设成立的条件下,独立样本T检验使用t统计量。构造独立样本T检验的t统计量分为两种情况。

①如果两总体方差相等,则构造t统计量定义如下。

②如果两总体方差未知且不相等,则构造的t统计量定义如下。

可见,独立样本T检验的结论在很大程度上取决于两个总体的方差是否相等。这就要求在检验两总体平均值是否相等之前,先对两总体方差的齐性进行检验。在统计分析中,如果两个总体的方差相等,则称为满足方差齐性。在SPSS的独立样本T检验中,系统会自动给出Levene方差齐性检验的结果。

(3)利用原假设和样本数据计算t统计量和其对应的p值。在给定原假设的前提下,SPSS将检验值代入统计量的μ 1 2 部分,得到检验统计量的观测值,以及根据t分布的分布函数计算出p值。

(4)在给定的显著性水平下,做出统计推断结果。当检验统计量的概率p值小于显著性水平时,则拒绝原假设,认为两个总体平均值存在显著差异;反之,当p值大于显著性水平时,则接受原假设,认为两总体平均值之间不存在显著差异。

4.4.2 独立样本T检验的SPSS操作

创建或打开一个数据文件后,即可进行相应的独立样本T检验。

在主菜单栏中选择“分析”菜单,然后选择“比较平均值”子菜单,在子菜单下,单击“独立样本T检验”按钮,即可打开“独立样本T检验”主对话框,如图4-7所示。

图4-7“独立样本T检验”主对话框

如图4-7所示,“独立样本T检验”主对话框的中间为“检验变量”文本框,该框中的变量是要做检验的变量。要从源变量框中选取变量进入该框,只需选中所要选取的变量,然后单击 按钮即可。

“检验变量”文本框下方是“分组变量”文本框,该框中的变量是分组变量。分组变量有且只能有一个,用于将样本分为两组来检验。分组变量必须是两值变量或具有某种分类特征的变量,前者如性别,后者如体重,可以60kg为分界值,比60kg重的为一组,比60kg轻的为一组。

在选择变量进入“分组变量”文本框后,“定义组”按钮被激活。单击“定义组”按钮即可打开如图4-8所示的“定义组”对话框。

在该对话框中,分别在“组1”和“组2”文本框中输入作为第一组和第二组样本的分组变量值,把样本分成两组。例如,如果分组变量是性别,“1”代表“男”,“2”代表“女”,那么,在“组1”后的文本框中输入“1”,“组2”后的文本框中输入“2”,就按性别把样本分成了两组。

如果分组变量是连续的定距型变量,可以在“分割点”文本框中输入分割点,分割点把数据分为两部分,大于该数值的数据为一组,小于该数值的数据为另一组。例如,如果分组变量是体重,选中该项,并输入60kg,就把样本分成了两组。

单击“继续”按钮确认设置并返回主对话框。

和其他统计分析过程一样,在主对话框中单击“选项”按钮,即可打开“独立样本T检验:选项”对话框,如图4-9所示。该框中可以设置置信区间和对缺失值的处理方法。在“置信区间百分比”文本框中输入置信水平,系统默认值为95%,和前文所讲的一样,置信水平可以是1~99的数值。“缺失值”选项组用于定义对缺失值的处理方式,包含两个单选项:“按具体分析排除个案”表示在分析过程中,仅剔除参与分析的缺失值;“成列排除个案”表示剔除含有缺失值的所有个案。

图4-8“定义组”对话框

图4-9“独立样本T检验:选项”对话框

设置完成后,单击“继续”按钮确认设置,并返回主对话框。单击“帮助”按钮可获得相应的帮助文档。

完成所有定义后,在主对框中单击“确定”按钮,即可执行独立样本T检验。

4.4.3 案例六:独立样本T检验考试成绩

下面以数据文件“test.sav”为例,进行独立样本T检验,并对结果进行分析。数据文件“test.sav”是对某班14名学生某次物理考试成绩的汇总。

I 操作步骤

(1)按“分析”→“比较平均值”→“独立样本T检验”的顺序单击,即可打开“独立样本T检验”主对话框。

(2)将变量score选入“检验变量”框中作为检验变量。

(3)将变量sex选入“分组变量”框中作为分组变量。

(4)单击“定义组”按钮,打开如图4-8所示的“定义组”对话框,在“组1”后面的文本框中输入“1”,“组2”后面的文本框中输入“2”,然后单击“继续”按钮返回主对话框。

(5)单击“确定”按钮结束设置并执行操作。

II 输出结果及分析

输出结果见表4-5和表4-6。

表4-5 统计量摘要值

表4-5是分组统计量表,列出的统计量包括观测量个数、平均值、标准差和平均值的标准误差。

表4-6 独立样本T检验结果

表4-6是独立样本T检验结果,“假设方差相等”行是假设方差相等时进行的独立样本T检验,当方差相等时看这一行的结果;“假设方差不相等”行是假设方差不相等时进行的独立样本T检验,当方差不相等时看这一行的结果。

从表4-6可以看到,显著值为0.003<0.05,所以有理由拒绝原假设,认为两总体的平均值是不相等的。

4.4.4 独立样本T检验过程语句

下面分别介绍语句的标准格式、语法说明及举例。

I 标准格式

独立样本T检验过程语句的标准形式如下。

II 语法说明

(1)T-TEST命令。T-TEST是命令关键字,“GROUPS=”后面指定分组变量名,并必须在后面的圆括号中给出分组方法。共有3种表示方法的选择项,根据实际情况选择其中一种。

①{1,2**}。这种表示方法是最常用的,独立样本T检验是检验两组样本平均值差异性的,分组变量一般有2个水平,最常用的是1和2。

②(值)。这种表示方法适用于对连续变量进行分组,或者虽然是分类变量但其值水平数多于2个的情况。用分界值的方法分组时,括号中写入分界值即可。

③(值,值)。这种表示方法适用于当分组变量不是常用的1或2时,或者分组变量水平是确定的,但多于2个的情况。括号中指定用于分组的变量水平。例如,如果分组变量是年龄,其水平有16、17、18,要比较的是16和17两组,则为(16,17)。

(2)VARIABLES子命令。该子命令用来指定分析变量,等号后面跟着变量名列表。

(3)MISSING子命令。该子命令用来选择处理缺失值的方法,共有3种方法。

①ANALYSIS:在检验变量中含有缺失值的观测将不被计算。

②LISTWISE:在任何一个变量中含有缺失值的观测都将不被计算。

③INCLUDE:将用户定义的缺失值作为合法值参与分析。

(4)CRITERIA=CIN子命令。该子命令用于指定平均值差值的置信区间,有2种方法。

①0.95是系统默认值。

②用户给出自己的值。

III 案例

4.4.3小节的案例也可以用下列语法程序语句实现。 bJVzNFrw+q0qpQNeU47SyZJE5DGOFDuqtfirIWFgEDFRq6d6IKDlvbUCRQOUD+zB

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